土壤污染微界面过程及其分子诊断与调控原理

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
21037002
项目类别：
重点项目
资助金额：
230.0万
负责人：
周启星
依托单位：
南开大学
学科分类：
B0605.土壤污染与修复化学
结题年份：
2014
批准年份：
2010
项目状态：
已结题
起止时间：
2011-01-01 至2014-12-31

项目参与者：
孙丽娜；罗义；赵化冰；鲍艳宇；陈苏；谢秀杰；崔自由；张珣；刘维涛；
关键词：
污染土壤生物标志物微界面过程生态修复分子诊断

项目摘要

根据我国土壤污染现状和趋势，选择Cd、Pb和石油烃等典型传统污染物以及PPCPs新型污染物（包括加乐麝香、吐纳麝香、罗红霉素、氯四环素和土霉素等），重点研究导致其土壤复合污染的气-土、水-土界面之间在微观尺度上的多界面迁移转化过程；从模式生物蚯蚓、小麦和大白菜暴露复合污染土壤的分子毒理着手，重点通过DNA分子损伤与多态性、mRNA与蛋白质水平变化及典型生物化学与生理学响应的生物标志物较为系统的筛选研究，并以棕壤、褐土和红壤等代表性土壤对其反应灵敏度、特异性及可操作性进行验证基础上，进一步开展对现场实际土壤污染进行分子诊断的应用研究，为我国今后全面、系统开展该方向研究积累经验与方法，为建立土壤污染暴露危害和早期预警的有效检测手段打下基础；在此基础上，以上述复合污染土壤的生态修复调控为重点，结合畜禽粪便施肥及污泥农用的源头阻断与作物根际阻抗调控研究，探寻有效解决我国土壤复合污染的新技术原理。

结项摘要

本项目从土壤污染的生物标志物筛选与分子诊断、土壤污染微界面过程和典型复合污染土壤调控原理等3个层面开展系统研究。第一层面的研究涉及生物化学与生理学响应、基因转录（mRNA）水平变化、代谢组学、蛋白质及蛋白质组学和种群或群落水平的生物标志物筛选研究与分子诊断；对筛选获得的潜在生物标志物，分别以我国具有代表性的棕壤、褐土和红壤为供试土壤，对其反应灵敏度和特异性进行了验证，并对其检测方法进行了改进和优化，从而使其方法的可操作性得到了较大提高；在此基础上，进行了生物电化学系统生物毒性传感器及其在土壤污染的早期诊断与在线表征中的应用研究，并结合上述研究获得的敏感性和特异性生物标志物，开展了对现场实际土壤污染分子诊断的应用研究，取得了预期效果。第二层面的研究主要包括：人工麝香和抗生素污染物在土壤微界面的传输过程及影响因素、在水-土界面中的传输过程及其影响因素、与重金属共存条件下在水-土界面中的传输过程及影响因素、植物或动物参与条件下的多界面传输过程和石墨烯等新型纳米污染物的土壤微界面过程等。第三层面的研究主要有：针对畜禽粪便施肥以及污泥农用的源头阻断调控原理；针对复合污染物残留于土壤的生态修复调控原理，具体涉及复合污染土壤的植物-微生物联合修复以及强化作用原理；以根-土微界面过程为基础的根际阻控调控原理；和生物电化学系统应用于复合污染土壤修复调控原理等。. 本项目至今已出版学术著作1部。发表学术论文96篇，待发表和接受论文15篇，两者合计111篇；在已发表的96篇论文中，SCI论文61篇，发表在《Environmental Science & Technology》和《Water Research》上各有3篇，发表在《Scientific Reports》和《Carbon》上各有2篇。特别是，还在IF=45.661的《Chemical Reviews》上还发表了1篇份量很重的学术论文。申报国家发明专利16项，其中授权6项。获天津市科技进步二等奖和辽宁省技术发明奖各1项，排名均第一。组织了“土壤污染分子诊断”国际论坛和“定量蛋白质组学解决方案应用技术交流会”，还组织了与本项目有关的国际会议1次、国内会议3次。受邀在国际会议上做大会报告7次。培养博士后4人，招收、培养博士生7名和硕士生20名。本项目取得了预期目标。